近日，中國科學院南海海洋研究所邊緣海與大洋地質實驗室（OMG）研究員趙明輝團隊聯(lián)合浙江海洋大學研究團隊，在南海東北部沿馬尼拉海溝俯沖到弧-陸碰撞臺灣造山的地質演化研究方面取得重要進展。相關成果發(fā)表于《構造物理》（Tectonophysic）。

論文第一作者、中國科學院南海海洋研究所助理工程師王星月介紹，板塊俯沖與弧陸碰撞是板塊構造理論的核心部分。南海東北部是研究俯沖帶動力過程與俯沖-碰撞構造演化規(guī)律的天然實驗室。南海沿東部邊界（馬尼拉海溝）向菲律賓海板塊俯沖，同時菲律賓海板塊與歐亞大陸邊緣發(fā)生碰撞（臺灣弧-陸碰撞帶）。然而，該構造轉換區(qū)域的淺部速度結構，尤其南海板塊俯沖形成的增生楔內部的速度結構特征以及俯沖板片內部的地殼速度結構缺乏精細的地震探測。除此之外，如何從洋洋俯沖演化到洋陸俯沖再過渡到臺灣造山帶，還缺乏深入系統(tǒng)的認識，存在多種解釋觀點。

研究人員在“西太平洋地球系統(tǒng)多圈層相互作用”重大研究計劃、國家自然科學基金重點項目等的資助下，聚焦南海東北部俯沖增生區(qū)，開展了大規(guī)模的主動源海底地震儀廣角反射/折射地震探測實驗。本研究聚焦Lx3測線，該測線垂直于馬尼拉俯沖帶走向，且橫跨南海海盆、馬尼拉海溝、增生楔與北呂宋海槽多個構造單元。海底地震儀臺站數(shù)據(jù)質量良好，記錄到南海陸緣下地殼高速層反射震相以及增生楔底部的反射震相，為速度結構研究提供重要數(shù)據(jù)基礎。

研究人員利用射線追蹤與走時正/反演技術（RayInvr和Tomo2d），獲得了橫跨南海東北部俯沖消減區(qū)的正演和反演縱波速度結構模型。他們綜合研究區(qū)周圍其他地震測線結果，共同分析討論增生楔的速度結構特征，探究其在俯沖到碰撞過渡階段所產生的影響，從而建立了由南向北由洋洋俯沖轉變?yōu)榛￡懪鲎驳牡刭|模型：在洋殼俯沖階段，增生楔規(guī)模較小，底部未存在速度異常體；在減薄陸殼俯沖階段（Lx3測線結果），增生楔增寬增厚，且底部增生低速異常體。這是由于南海減薄陸殼俯沖過程中，上地殼被部分刮擦下來增生到增生楔底部；在陸殼開始俯沖的初始碰撞階段，增生楔隆升至水面之上，底部的低速異常體受到壓實而速度增高；在碰撞造山階段，地殼的水平縮短和垂直隆升達到最大值，形成現(xiàn)今的臺灣。

該研究揭示了馬尼拉俯沖帶增生楔的速度變化，構建了南海東北部由洋洋俯沖到碰撞造山的地質演化過程，為理解南海東北部復雜的地質構造演化提供了新的視角和重要的科學依據(jù)。

原文鏈接：https://paper.sciencenet.cn/htmlpaper/2025/4/2025417102922545131766.shtm